理论力学(上)
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spContent=连续15年的授课经历 + 慕课配套讲稿电子文件随意下载 + 特有的理论构架体系 + 众多的工程应用实例 + 20多万元的慕课制作费用 + 强大的后台教学团队 + ...。 本课程分上、下两册,是力学、土建、路桥、船舰、机械、能动、航空和车辆工程等专业本专科生的必修课程,是其研究生入学考试科目之一。
—— 课程团队
课程概述

    本课程包含四部分内容:静力学、运动学、动力学和现代分析力学基础。前两部分归属理论力学(上);后两部分归属理论力学(下),整体为64至80学时。

    理论创新点:

    1、首次实现了古典牛顿力学理论与现代分析力学理论之间的平滑过渡,具体为:

    1.1、把达朗贝尔原理理论融入到了动力学定理(刚体平面运动微分方程)理论之中;

    1.2、把虚位移原理与动能定理联系起来,提出了判断所有静力学系统平衡稳定性的通用准则。

    2、在运动学中先讲平面运动再讲相对运动,独立推导了所有平面运动理论公式。在相对运动(点的合成运动)章节中以动系作平面运动为例、利用平面运动理论公式推导了科氏加速度公式,最后又从相对运动理论视角阐述了平面运动与点的合成运动之间的理论互通性;

    3、为后续机械原理课程中行星轮系传动比计算问题提供了两种比较直观的求解方法:平面运动法和相对运动法,并基于速度瞬心理论首次揭示了行星轮系大范围传动比的产生机理;

    4、在静力学中借助数学软件给出了适用于所有静力学问题的统一解题模式;

    5、对桁架问题和超静定问题等提出了新见解。

    本讲解始终以矢量分析为主、解析计算为辅。注重力学与数学的融会贯通,重在力学问题的数学描述及转化能力培养,提升了课程的理论层次。同时也介绍了数学计算软件(重点推荐maple软件,号称数学家必备软件)在力学问题求解中的具体应用。

   另外为强化工程背景、培养学习兴趣,本课程节选了一些网络视频片段,在此深表感谢!

          

    



授课目标

掌握力系简化与平衡理论,能确定物体系统静力学平衡条件。掌握常用运动(位移、速度及加速度)分析方法,能解决工程实际中的一些力学问题。为学习后续课程奠定必要的力学基础。

课程大纲

                                 第 1 篇 静力学


第 1 章 汇交力系

1.1  约束及约束力

1.4 汇交力系平衡问题特殊解法介绍

1.3 矢量运算(点乘、叉乘)

1.2 静力学公理-汇交力系简化与平衡


第 2 章 平面力系

2.1 平面力偶、力矩

2.2 平面力系的简化与平衡

2.3 静定与超静定-物体系统的平衡

2.4 工程应用举例(1):平面简单桁架

2.5 静力学问题统一解题模式介绍

2.6 工程应用举例(2):摩擦


第 3 章 空间力系

3.1 空间力偶、力矩

3.2 空间力系的简化与平衡

3.3 工程应用举例(1):确定物体重心位置

                                         第 2 篇 运动学


第 4 章 运动学基础

4.1 运动描述方法介绍

4.2 刚体的简单运动(平行移动、定轴转动)

4.3 综合应用举例


第 5 章 刚体的平面运动

5.1 平面运动的分解(平行移动+定轴转动)

5.2 速度投影定理与速度瞬心


第 6 章 刚体的相对运动

6.1速度合成定理

6.2 相对速度问题与运动学综合应用

6.3 加速度合成定理


第 7 章 刚体的定点运动

7.1 基本运动的合成-行星轮系传动比计算

7.2 刚体的定点运动

                                  第 3 篇 动力学


第 8 章 动量定理

8.1 质点动力学基础

8.2 动量定理


第 9 章 动量矩定理

9.1 动量矩

9.2 动量矩定理-刚体定轴转动微分方程

9.3 质心动量矩定理

9.4 刚体平面运动微分方程

9.5 平衡力系理论应用:惯性力和惯性力偶


第 10 章 动能定理

10.1 动能与功

10.2 动能定理

10.3 机械能守恒定理

10.4 动力学三定理综合应用

10.5 功率-机械效率

                                  第 4 篇 现代分析力学基础


第 11 章 用牛顿定律推导动力学主要定理

11.1 推导动力学三定理等

11.2 推导惯性力和惯性力偶(大朗贝尔原理)

11.3 定轴转动刚体的静平衡与动平衡


第 12 章 虚位移原理

12.1 动能定理在静力学中的应用

12.2 静力学系统平衡位置的确定及稳定性判断

12.3 虚位移与虚速度

12.4 虚位移原理


第 13 章 动力学普遍方程和第二类拉格朗日方程

13.1 动力学普遍方程

13.2 对虚位移、虚功等概念的拓展性理解

13.3 第二类拉格朗日方程













预备知识

高等数学、大学物理等。

证书要求

总分100分:测试作业占45%,期末考试占45% ,至少参与5次及以上的网络问题讨论占10%;

合格证书:60分至79分;

优秀证书:80分至100分。





参考资料

(1)理论力学(第8版),哈尔滨工业大学理论力学教研室编,高等教育出版社,2016;

(2)理论力学,张居敏、许福东、杨侠,机械工业出版社,2009;